Cálculo de Alterações de Energia Livre Padrão

A alteração da energia padrão livre para uma reação química que ocorre no âmbito da condição padrão pode ser calculada em uma de três maneiras. O primeiro método utiliza a equação para o delta G padrão da reação. Consideremos a formação de carbonato de cálcio a partir do óxido de cálcio e dióxido de carbono.

A alteração da entalpia padrão da reação pode ser calculada a partir do calor da formação dos compostos na reação, e a alteração da entropia padrão pode ser calculada a partir das suas entropias molares padrão Utilizando os valores das tabelas de referência, a alteração da entalpia padrão e a alteração da entropia padrão para a reação podem ser determinadas. Substituindo os valores na equação para a alteração da energia livre padrão, o delta G padrão da reação a 298 kelvin é igual a 130, 7 10³joules. No segundo método, a alteração da energia livre padrão de uma reação é calculada a partir da diferença entre a soma das energias livres de formação dos produtos multiplicada pelos seus coeficientes estequiométricos e a soma das energias livres de formação dos reagentes multiplicada pelos seus coeficientes estequiométricos.

Veja-se, por exemplo, a reação entre os gases de hidrogénio e de cloro para formar duas moles de gás de cloreto de hidrogénio. Como a entalpia da formação, a energia livre padrão de formação de um elemento puro é zero. Assim, as energias livres de formação dos gases de hidrogénio e de cloro são zero, enquanto que a do gás de cloreto de hidrogénio é de 95, 3 kilojoules.

Assim, a energia livre desta reação é igual a 2 vezes a energia livre da formação do gás de cloreto de hidrogénio, ou 190, 6 kilojoules. Recorde-se que na lei de Hess para uma reação gradual, a alteração da entalpia líquida pode ser calculada a partir da soma das entalpias de cada etapa. O terceiro método calcula a alteração líquida da energia livre para uma reação de forma semelhante.

Consideremos a combustão de sulfureto de zinco para produzir zinco metálico e gás de dióxido de enxofre, que pode ser realizada em dois passos com energias livre padrão conhecidas. Acrescentar as alterações da energia livre das reações dá um delta G global de 98, 8 kilojoules. Note-se que a etapa 1 é não espontânea.

Ligando-o com a reação espontânea na etapa 2, a reação líquida tem um delta G negativo e é, portanto, espontânea.